DE102018005505A1

DE102018005505A1 - Heat exchanger with block as falling film evaporator and method for indirect heat transfer

Info

Publication number: DE102018005505A1
Application number: DE102018005505.2A
Authority: DE
Inventors: Steffen Brenner
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 2018-07-11
Filing date: 2018-07-11
Publication date: 2020-01-16

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager (1) mit einem Mantel (2), der einen Mantelraum (4) umgibt, und zumindest einem Wärmeübertragerblock (3), der erste Wärmeübertragungspassagen (31) zur Aufnahme des ersten Mediums (M1) sowie zweite Wärmeübertragungspassagen (32) zur Aufnahme des zweiten Mediums (M2) aufweist, so dass zwischen dem ersten Medium (M1) und dem zweiten Medium (M2) indirekt Wärme übertragbar ist, wobei die ersten Wärmeübertragungspassagen (31) und/oder die zweiten Wärmeübertragungspassagen (32) jeweils Kanäle (300) aufweisen, die zwischen einer Trennplatte (33) und einer an der Trennplatte (33) anliegenden Wärmeleitstruktur (35) gebildet sind, und wobei die ersten Wärmeübertragungspassagen (31) jeweils zu dem Mantelraum (4) hin offene Einlassöffnungen (14) und Auslassöffnungen (15) aufweisen, wobei die Einlassöffnungen (14) oberhalb der Auslassöffnungen (15) angeordnet oder anordenbar sind, und wobei der Mantel (2) eine Eintrittsöffnung (100) und einen Zulauf (12) zum Zuführen einer flüssigen Phase (F) des ersten Mediums (M1) zu den Einlassöffnungen (14) der ersten Wärmeübertragungspassagen (31) so dass die flüssige Phase (F) durch die ersten Wärmeübertragungspassagen (31) herabfließen kann, sowie ein Verfahren zur indirekten Wärmeübertragung zwischen dem ersten (M1) und dem zweiten Medium (M2).The invention relates to a heat exchanger (1) with a jacket (2) which surrounds a jacket space (4) and at least one heat exchanger block (3), the first heat transfer passages (31) for receiving the first medium (M1) and second heat transfer passages (32 ) for receiving the second medium (M2), so that heat can be transferred indirectly between the first medium (M1) and the second medium (M2), the first heat transfer passages (31) and / or the second heat transfer passages (32) each having channels (300), which are formed between a partition plate (33) and a heat conducting structure (35) abutting the partition plate (33), and wherein the first heat transfer passages (31) each open to the shell space (4) inlet openings (14) and Have outlet openings (15), the inlet openings (14) being arranged or arranged above the outlet openings (15), and the jacket (2) having an inlet opening (100) and an inlet (12) for supplying a liquid phase (F) of the first medium (M1) to the inlet openings (14) of the first heat transfer passages (31) so that the liquid phase (F) can flow down through the first heat transfer passages (31), and a method for indirect heat transfer between the first (M1) and the second medium (M2).

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager sowie ein Verfahren zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einem ersten Medium und einem zweiten Medium.The invention relates to a heat exchanger and a method for indirect heat transfer between a first medium and a second medium.

Ein solcher Wärmeübertrager weist in der Regel einen Mantel (auch „shell“ genannt) auf, der einen Mantelraum zur Aufnahme einer flüssigen Phase des ersten Mediums umgibt bzw. definiert, sowie zumindest einen Wärmeübertragerblock (auch als „core“ oder „block“ bezeichnet), der erste Wärmeübertragungspassagen zur Aufnahme des ersten Mediums sowie zweite Wärmeübertragungspassagen zur Aufnahme des zweiten Mediums aufweist, so dass zwischen den beiden Medien indirekt Wärme übertragbar ist.Such a heat exchanger generally has a shell (also called “shell”) which surrounds or defines a shell space for holding a liquid phase of the first medium, and at least one heat exchanger block (also referred to as “core” or “block”) , Which has first heat transfer passages for receiving the first medium and second heat transfer passages for receiving the second medium, so that heat can be transferred indirectly between the two media.

Ein derartiger Wärmeübertrager ist beispielsweise in „The standards of the brazed aluminium plate-fin heat exchanger manufacturer's association (ALPEMA)“, dritte Ausgabe, 2010 , Kapitel 9.1, beschrieben und auf Seite 67 in 9-1 dargestellt. Eine solche Ausführung eines Wärmeübertragers nennt man auch „core-in-shell“-, „block-in-shell“- oder „block-in-kettle“-Wärmeübertrager.Such a heat exchanger is for example in "The standards of the brazed aluminum plate-fin heat exchanger manufacturer's association (ALPEMA)", third edition, 2010 , Chapter 9.1, and on page 67 in 9-1 shown. Such a design of a heat exchanger is also called a “core-in-shell”, “block-in-shell” or “block-in-kettle” heat exchanger.

Insbesondere handelt es sich bei dem Wärmeübertragerblock um einen Plattenwärmeübertrager, z.B. einen gelöteten Aluminium-Plattenwärmeübertrager. Derartige Plattenwärmeübertrager weisen in der Regel eine Mehrzahl an parallel zueinander angeordneten Platten bzw. Blechen auf, die eine Vielzahl von Wärmeübertragungspassagen für an der Wärmeübertragung beteiligte Medien bilden. Diese weisen insbesondere eine Mehrzahl an Wärmeleitstrukturen, z.B. in Form von im Schnitt mäanderförmigen, z.B. gewellten bzw. gefalteten Blechen auf (sogenannte Fins), die jeweils zwischen zwei parallelen Trennplatten bzw. -blechen des Plattenwärmeübertragers angeordnet sind, wobei die beiden äußersten Lagen des Plattenwärmeübertragers durch Deckplatten gebildet sind. Auf diese Weise werden zwischen je zwei Trennplatten bzw. zwischen einer Trennplatte und einer Deckplatte aufgrund des jeweils dazwischen angeordneten Fins eine Vielzahl an parallelen Kanälen gebildet, durch die ein Medium strömen kann. Zu den Seiten hin sind zwischen je zwei benachbarten Trennplatten, bzw. Trennplatten und Deckplatten, Abschlussleisten vorgesehen, die auch als Sidebars bezeichnet werden. Zwischen den in benachbarten Wärmeübertragungspassagen strömenden Medien kann daher eine Wärmeübertragung stattfinden, wobei die dem ersten Medium zugeordneten Wärmeübertragungspassagen als erste Wärmeübertragungspassagen und die dem zweiten Medium zugeordneten Wärmeübertragungspassagen entsprechend als zweite Wärmeübertragungspassagen bezeichnet werden.In particular, the heat exchanger block is a plate heat exchanger, e.g. a soldered aluminum plate heat exchanger. Such plate heat exchangers generally have a plurality of plates or sheets arranged parallel to one another, which form a multiplicity of heat transfer passages for media involved in the heat transfer. These have in particular a plurality of heat conducting structures, e.g. in the form of meandering, e.g. corrugated or folded sheets (so-called fins), which are each arranged between two parallel separating plates or sheets of the plate heat exchanger, the two outermost layers of the plate heat exchanger being formed by cover plates. In this way, a large number of parallel channels through which a medium can flow are formed between two separating plates or between a separating plate and a cover plate due to the fine arranged between them. To the sides, between two adjacent partition plates, or partition plates and cover plates, end strips are provided, which are also referred to as sidebars. A heat transfer can therefore take place between the media flowing in adjacent heat transfer passages, the heat transfer passages assigned to the first medium being referred to as first heat transfer passages and the heat transfer passages assigned to the second medium being referred to as second heat transfer passages.

Ein Wärmeübertragerblock in einem solchen Wärmeübertrager weist typischerweise zumindest zwei unterschiedliche Typen an Wärmeübertragungspassagen - offene Passagen (im Folgenden auch als erste Wärmeübertragungspassagen bezeichnet) und geschlossene Passagen (im Folgenden auch als zweite Wärmeübertragungspassagen bezeichnet) - auf. Das zweite Medium in den geschlossenen Passagen hat dabei keinen direkten Kontakt zum Mantelraum. Die offenen Passagen sind dagegen für das erste Medium (z.B. ein Kältemittel), üblicherweise auf mehreren Seiten des Wärmeübertragerblocks, zum Mantelraum hin durchlässig.A heat exchanger block in such a heat exchanger typically has at least two different types of heat transfer passages - open passages (hereinafter also referred to as first heat transfer passages) and closed passages (hereinafter also referred to as second heat transfer passages). The second medium in the closed passages has no direct contact with the jacket space. The open passages, on the other hand, are permeable to the first medium (e.g. a refrigerant), usually on several sides of the heat exchanger block, towards the jacket space.

Der Wärmeübertragerblock wird nach dem Stand der Technik zumindest teilweise von einem Flüssigkeitsbad des ersten Mediums umgeben. Das erste Medium in den offenen Wärmeübertragungspassagen tritt dabei üblicherweise an der Unterseite als Flüssigkeit in den Wärmeübertragerblock ein und an der Oberseite als Zweiphasenstrom wieder aus. Triebkraft dafür ist nach dem Stand der Technik üblicherweise eine Temperaturdifferenz zwischen dem zweiten Medium in den geschlossenen (zweiten) Wärmeübertragungspassagen und dem ersten Medium in den offenen (ersten) Wärmeübertragungspassagen. Das heißt, der Wärmeübertragerblock wird üblicherweise als Thermosiphon (im Naturumlauf) betrieben, wobei das erste Medium in den ersten Wärmeübertragungspassagen aufgrund des Thermosiphon-Effekts aufsteigt.According to the prior art, the heat exchanger block is at least partially surrounded by a liquid bath of the first medium. The first medium in the open heat transfer passages usually enters the heat exchanger block as a liquid on the underside and exits again as a two-phase flow on the top. According to the prior art, the driving force for this is usually a temperature difference between the second medium in the closed (second) heat transfer passages and the first medium in the open (first) heat transfer passages. This means that the heat exchanger block is usually operated as a thermosiphon (in natural circulation), the first medium rising in the first heat transfer passages due to the thermosiphon effect.

Durch den übertragenen Wärmestrom vom zweiten Medium in den geschlossenen Wärmeübertragungspassagen zu dem ersten Medium in den offenen Wärmeübertragungspassagen wird insbesondere ein Teil der Flüssigkeit in den offenen Wärmeübertragungspassagen verdampft.Due to the transferred heat flow from the second medium in the closed heat transfer passages to the first medium in the open heat transfer passages, in particular a part of the liquid is evaporated in the open heat transfer passages.

Der Wärmeübertragerblock in Core-In-Shell-Wärmeübertragern wird dabei häufig als Kreuzströmer ausgeführt, d.h. das zweite Medium in den geschlossenen (zweiten) Wärmeübertragungspassagen strömt horizontal (z.B. von links nach rechts) und das erste Medium in den offenen (ersten) Wärmeübertragungspassagen strömt vertikal von unten nach oben. Alternativ können die Medien in den Wärmeübertragerblöcken solcher Wärmeübertrager z.B. auch im Gleichstrom, Gegenstrom oder Kreuzgegenstrom geführt werden.The heat exchanger block in core-in-shell heat exchangers is often designed as a cross-flow, i.e. the second medium in the closed (second) heat transfer passages flows horizontally (e.g. from left to right) and the first medium in the open (first) heat transfer passages flows vertically from bottom to top. Alternatively, the media in the heat exchanger blocks of such heat exchangers can e.g. can also be carried out in cocurrent, countercurrent or cross-countercurrent.

Bei der Verwendung von Gemischen als erstes Medium (z.B. als Kältemittel) kann es im Flüssigkeitsbad (z.B. Kältemittelbad) von Core-In-Shell-Wärmeübertragern nach dem Stand der Technik zur Anreicherung der schwereren (das heißt höher siedenden) Komponenten des Gemisches kommen, da nur ein Teil der Flüssigkeit in den offenen (ersten) Wärmeübertragungspassagen verdampft wird, wobei im Wesentlichen die leichteren (das heißt niedriger siedenden) Komponenten des Gemisches verdampfen. Die schwereren Komponenten des Gemisches verbleiben im Wesentlichen in der Flüssigkeit und werden in das Flüssigkeitsbad zurückgeführt. Durch die Anreicherung der schwereren Komponenten erhöht sich die Siedetemperatur des Gemisches.When mixtures are used as the first medium (e.g. as refrigerant), the heavier (i.e. higher-boiling) components of the mixture can accumulate in the liquid bath (e.g. refrigerant bath) of core-in-shell heat exchangers according to the prior art, since only a portion of the liquid is evaporated in the open (first) heat transfer passages, essentially the lighter (i.e. lower) evaporate boiling) components of the mixture. The heavier components of the mixture remain essentially in the liquid and are returned to the liquid bath. Enrichment of the heavier components increases the boiling point of the mixture.

Die aus der Siedepunkterhöhung resultierende geringere Temperaturdifferenz zwischen den Medien führt zu einem geringeren übertragenen Wärmestrom. Die geringere Temperaturdifferenz kann z.B. durch eine Erhöhung der Heizfläche kompensiert werden, was dann insbesondere dazu führt, dass der Block sehr viel größer ausgeführt werden muss. Weiterhin kann die geringere Temperaturdifferenz auch dazu führen, dass die spezifizierte Wärmemenge nicht mehr übertragen werden kann. Die Vollverdampfung des ersten Mediums muss in der Regel vermieden werden, um die mechanische Integrität des Blockes im Laufe der Lebensdauer nicht zu gefährden.The lower temperature difference between the media resulting from the increase in the boiling point leads to a lower transferred heat flow. The lower temperature difference can e.g. can be compensated for by increasing the heating surface, which then leads in particular to the block having to be made much larger. Furthermore, the lower temperature difference can also mean that the specified amount of heat can no longer be transferred. The full evaporation of the first medium must generally be avoided in order not to endanger the mechanical integrity of the block over the course of its service life.

Durch die Anreicherung der schwereren Komponenten des ersten Mediums im Flüssigkeitsbad kann es in manchen Fällen zur Feststoffbildung kommen, wenn die entsprechende Komponente eine Konzentration erreicht, die zum Erstarren der Komponente bei der vorherrschenden Betriebstemperatur des Flüssigkeitsbades führt.The accumulation of the heavier components of the first medium in the liquid bath can in some cases lead to the formation of solids when the corresponding component reaches a concentration which leads to the component solidifying at the prevailing operating temperature of the liquid bath.

Bei geringen Temperaturdifferenzen zwischen den Strömen des ersten Mediums und des zweiten Mediums besteht weiterhin die Gefahr, dass kein Umlauf des ersten Mediums aufgrund des Thermosiphon-Effekts zustande kommt, das heißt, es entsteht zu wenig Gas, um die Flüssigkeit in den offenen Wärmeübertragungspassagen vertikal nach oben zu transportieren. Die nun schwerere Flüssigkeit verdampft nicht mehr und verbleibt in der Wärmeübertragungspassage. Dann findet keine Wärmeübertragung mehr statt bzw. diese ist reduziert und die spezifizierte Wärmemenge kann nicht übertragen werden.If the temperature differences between the flows of the first medium and the second medium are small, there is still the risk that the first medium will not circulate due to the thermosiphon effect, i.e. there is too little gas to vertically replenish the liquid in the open heat transfer passages to be transported at the top. The now heavier liquid no longer evaporates and remains in the heat transfer passage. Then there is no more heat transfer or this is reduced and the specified amount of heat cannot be transferred.

Wird das Ausmaß der Anreicherung der schwereren Komponenten des ersten Mediums im Flüssigkeitsbad nicht hinreichend beachtet oder ein zu geringer Wert berechnet, dann führt dies zu einer Minderleistung des Wärmeübertragerblockes bzw. des Core-In-Shell-Wärmeübertragers und die spezifizierte Wärmemenge kann nicht übertragen werden.If the extent of the accumulation of the heavier components of the first medium in the liquid bath is not sufficiently taken into account or a value that is too low is calculated, this leads to an underperformance of the heat exchanger block or the core-in-shell heat exchanger and the specified amount of heat cannot be transferred.

Daher ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmeübertrager der eingangs beschriebenen Art sowie ein Verfahren zum indirekten Wärmeübertragung zur Verfügung zu stellen, der bzw. das hinsichtlich dieser Probleme verbessert ist.It is therefore the object of the present invention to provide a heat exchanger of the type described at the outset and a method for indirect heat transfer which is improved with regard to these problems.

Diese Aufgabe wird durch den Wärmeübertrager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie das Verfahren nach Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Wärmeübertragers sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 angegeben und vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 10 bis 14 angegeben. Diese und weitere vorteilhafte Ausführungsformen werden im Folgenden beschrieben.This object is achieved by the heat exchanger with the features of claim 1 and the method according to claim 9. Advantageous embodiments of the heat exchanger are in the subclaims 2 to 8th specified and advantageous embodiments of the method are in the subclaims 10 to 14 specified. These and other advantageous embodiments are described below.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einem ersten Medium und einem zweiten Medium mit einem Mantel, der einen Mantelraum zur Aufnahme des ersten Mediums umgibt, und zumindest einem in dem Mantelraum angeordneten Wärmeübertragerblock, der entlang einer ersten Längsachse verlaufende erste Wärmeübertragungspassagen zur Aufnahme des ersten Mediums sowie zweite Wärmeübertragungspassagen zur Aufnahme des zweiten Mediums aufweist, so dass zwischen dem ersten Medium und dem zweiten Medium indirekt Wärme übertragbar ist, wobei der Wärmeübertragerblock eine Mehrzahl an Wärmeleitstrukturen und eine Mehrzahl an parallelen Trennplatten aufweist, und wobei zwischen zwei jeweiligen Trennplatten jeweils eine Wärmeleitstruktur angeordnet ist, und wobei die ersten Wärmeübertragungspassagen und/oder die zweiten Wärmeübertragungspassagen jeweils, insbesondere parallele, Kanäle aufweisen, die zwischen einer jeweiligen Trennplatte und einer an der jeweiligen Trennplatte anliegenden Wärmeleitstruktur gebildet sind, wobei die ersten Wärmeübertragungspassagen jeweils zu dem Mantelraum hin offene Einlassöffnungen und zu dem Mantelraum hin offene Auslassöffnungen aufweisen, wobei die Einlassöffnungen, insbesondere beim bestimmungsgemäßen Betrieb des Wärmeübertragers, oberhalb der Auslassöffnungen angeordnet oder anordenbar sind, und wobei der Mantel eine Eintrittsöffnung und einen, insbesondere mit der Eintrittsöffnung verbundenen, Zulauf aufweist, wobei der Zulauf dazu ausgebildet ist, eine flüssige Phase des durch die Eintrittsöffnung in den Mantelraum eingeleiteten ersten Mediums den Einlassöffnungen der ersten Wärmeübertragungspassagen zuzuführen, so dass die flüssige Phase entlang der ersten Längsachse durch die ersten Wärmeübertragungspassagen herabfließen kann.A first aspect of the invention relates to a heat exchanger for indirect heat transfer between a first medium and a second medium with a jacket, which surrounds a jacket space for receiving the first medium, and at least one heat exchanger block arranged in the jacket room, the first heat transfer passages running along a first longitudinal axis for receiving the first medium and second heat transfer passages for receiving the second medium, so that heat can be transferred indirectly between the first medium and the second medium, the heat exchanger block having a plurality of heat-conducting structures and a plurality of parallel separating plates, and wherein between two respective ones A heat-conducting structure is arranged in each of the separating plates, and the first heat transfer passages and / or the second heat transfer passages each have, in particular parallel, channels which run between a respective one Partition plate and a heat-conducting structure adjacent to the respective partition plate are formed, the first heat transfer passages in each case having inlet openings open to the jacket space and outlet openings open to the jacket room, the inlet openings being arranged or arranged above the outlet openings, in particular when the heat exchanger is being operated as intended , and wherein the jacket has an inlet opening and an inlet, in particular connected to the inlet opening, the inlet being designed to supply a liquid phase of the first medium introduced into the jacket space through the inlet opening to the inlet openings of the first heat transfer passages, so that the liquid Phase can flow down along the first longitudinal axis through the first heat transfer passages.

Es handelt sich also bei den ersten Wärmeübertragungspassagen um offene Passagen, die in Strömungsverbindung mit dem Mantelraum stehen und bei den zweiten Wärmeübertragungspassagen um geschlossene Passagen, welche von dem Mantelraum strömungstechnisch getrennt sind.The first heat transfer passages are therefore open passages which are in flow communication with the jacket space and the second heat transfer passages are closed passages which are fluidically separated from the jacket space.

Gemäß einer Ausführungsform des Wärmeübertragers sind die ersten Wärmeübertragungspassagen und/oder die zweiten Wärmeübertragungspassagen senkrecht zu der ersten Längsachse zum Mantelraum hin geschlossen. Das heißt, die ersten und/oder die zweiten Wärmeübertragungspassagen weisen zum Mantelraum hin keine Öffnungen auf, durch die das in den jeweiligen Wärmeübertragungspassagen befindliche Medium senkrecht zu der ersten Längsachse zwischen den jeweiligen Wärmeübertragungspassagen und dem Mantelraum strömen kann.According to one embodiment of the heat exchanger, the first heat transfer passages and / or the second heat transfer passages are closed perpendicular to the first longitudinal axis towards the jacket space. This means that the first and / or the second heat transmission passages have no openings through to the jacket space which the medium located in the respective heat transfer passages can flow perpendicular to the first longitudinal axis between the respective heat transfer passages and the jacket space.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die ersten und zweiten Wärmeübertragungspassagen jeweils durch zwei parallele Trennplatten begrenzt (die beiden äußersten Trennplatten des Wärmeübertragerblocks werden als Deckplatten bezeichnet), zwischen denen jeweils eine Wärmeleitstruktur angeordnet ist.According to a further embodiment, the first and second heat transfer passages are each delimited by two parallel partition plates (the two outermost partition plates of the heat exchanger block are referred to as cover plates), between each of which a heat conducting structure is arranged.

Insbesondere sind die Wärmeleitstrukturen jeweils als Fin ausgebildet, also als ein gewelltes oder gefaltetes Blech.In particular, the heat-conducting structures are each designed as a fin, that is to say as a corrugated or folded sheet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform verlaufen die Kanäle für das erste Medium entlang der ersten Längsachse, insbesondere in vertikaler Richtung, und die Kanäle für das zweite Medium senkrecht zu der ersten Längsachse, insbesondere in horizontaler Richtung. Auf diese Weise können die beiden Medien insbesondere im Kreuzstrom zueinander geführt werden. Andere Fahrweisen (z.B. Gegenstrom) sind natürlich auch möglich.According to a further embodiment, the channels for the first medium run along the first longitudinal axis, in particular in the vertical direction, and the channels for the second medium run perpendicular to the first longitudinal axis, in particular in the horizontal direction. In this way, the two media can be routed to one another, particularly in cross flow. Other modes of operation (e.g. countercurrent) are of course also possible.

Das erste Medium kann insbesondere im flüssigen Zustand oder als Flüssigkeits-Gasgemisch in den Mantelraum eingeleitet werden, wobei im Fall eines Gemisches insbesondere nur die flüssige Phase des ersten Mediums über den Zulauf den Einlassöffnungen der Wärmeübertragungspassagen zugeführt wird.The first medium can be introduced into the jacket space, in particular in the liquid state or as a liquid / gas mixture, in the case of a mixture in particular only the liquid phase of the first medium being supplied to the inlet openings of the heat transfer passages via the inlet.

Die ersten Wärmeübertragungspassagen werden gemäß der vorliegenden Erfindung in Folge des Schwerkrafteinflusses von oben nach unten von der flüssigen Phase des ersten Mediums durchströmt, das heißt im Vergleich zu herkömmlichen unter Verwendung des Thermosiphon-Effekts betriebenen Wärmeübertragern in umgekehrter Richtung. Dabei ist der erfindungsgemäße Wärmeübertragerblock insbesondere als Fallfilmverdampfer ausgeführt.According to the present invention, the first heat transfer passages are flowed through by the liquid phase of the first medium due to the influence of gravity from top to bottom, that is to say in the opposite direction to conventional heat exchangers operated using the thermosiphon effect. The heat exchanger block according to the invention is designed in particular as a falling film evaporator.

Die Einlassöffnungen der ersten Wärmeübertragungspassagen sind insbesondere an einer Oberseite des Wärmeübertragerblocks angeordnet, so dass die flüssige Phase des ersten Mediums an der Oberseite in die ersten Wärmeübertragungspassagen eintritt.The inlet openings of the first heat transfer passages are arranged in particular on an upper side of the heat exchanger block, so that the liquid phase of the first medium enters the first heat transfer passages on the upper side.

Insbesondere verdampft die flüssige Phase des ersten Mediums anschließend teilweise in den ersten Wärmeübertragungspassagen und tritt insbesondere als Zweiphasenstrom an einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite des Wärmeübertragerblocks wieder aus den ersten Wärmeübertragungspassagen in den Mantelraum aus. Die verbleibende flüssige Phase des teilweise verdampften ersten Mediums sammelt sich im unteren Bereich des Mantelraumes (auch als Kettleraum bezeichnet) an und kann z.B. über einen Flüssigkeitsstutzen abgeführt werden.In particular, the liquid phase of the first medium then partially evaporates in the first heat transfer passages and in particular emerges from the first heat transfer passages into the jacket space again as a two-phase stream on an underside of the heat exchanger block opposite the upper side. The remaining liquid phase of the partially evaporated first medium collects in the lower region of the jacket space (also referred to as the warp chamber) and can e.g. are discharged through a liquid nozzle.

Der Flüssigkeitstand der verbleibenden flüssigen Phase des ersten Mediums befindet sich beim bestimmungsgemäßen Betrieb des Wärmeübertragers insbesondere unterhalb des Wärmeübertragerblockes, so dass das teilverdampfte erste Medium (also auch die gasförmige Phase des ersten Mediums) frei aus dem Wärmeübertragerblock abströmen kann. Die Gasphase des teilweise verdampften ersten Mediums kann anschließend insbesondere über einen oben am Mantel angebrachten Gasstutzen abgeführt werden.The liquid level of the remaining liquid phase of the first medium, when the heat exchanger is operated as intended, is in particular below the heat exchanger block, so that the partially evaporated first medium (ie also the gaseous phase of the first medium) can flow freely out of the heat exchanger block. The gas phase of the partially evaporated first medium can then be removed in particular via a gas nozzle attached to the top of the jacket.

Bei dem erfindungsgemäßen Wärmeüberträger kann die Anreicherung der schwereren Komponenten des ersten Mediums vorteilhafter Weise verhindert werden, da eine Vermischung der nach teilweiser Verdampfung angereicherten flüssige Phase des ersten Mediums mit dem neu in den Mantelraum eintretenden ersten Medium unterbleiben kann und es nicht notweniger Weise zu einem weiteren Durchlauf durch den Wärmeübertragerblock kommt. Ein den Wärmeübertragerblock umgebendes Flüssigkeitsbad des ersten Mediums ist dabei insbesondere nicht mehr vorhanden.In the heat exchanger according to the invention, the accumulation of the heavier components of the first medium can advantageously be prevented, since mixing of the liquid phase of the first medium enriched after partial evaporation with the first medium newly entering the jacket space can be avoided and it does not necessarily lead to another Pass through the heat exchanger block comes. In particular, a liquid bath of the first medium surrounding the heat exchanger block is no longer present.

Durch die Verhinderung der Anreicherung der schwereren Komponenten des ersten Mediums wird die Übertragung der gewünschten spezifischen Wärmemenge gewährleistet.By preventing the heavier components of the first medium from accumulating, the transfer of the desired specific amount of heat is ensured.

Weiterhin kann auch die durch die Anreicherung schwererer Komponenten des ersten Mediums in manchen Fällen hervorgerufene Bildung von Feststoffen verhindert werden.Furthermore, the formation of solids caused in some cases by the accumulation of heavier components of the first medium can be prevented.

Die Durchströmung der offenen (ersten) Wärmeübertragungspassagen mit dem (am Eintritt flüssigen) ersten Medium bzw. Kältemittel ist bei dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager auch ohne Ausnutzung des Thermosiphon-Effekts sichergestellt, da die Flüssigkeit infolge des Schwerkrafteinflusses vertikal nach unten strömt.The flow through the open (first) heat transfer passages with the (at the inlet liquid) first medium or refrigerant is ensured in the heat exchanger according to the invention even without using the thermosiphon effect, since the liquid flows vertically downwards due to the influence of gravity.

Der Massenstrom des ersten Mediums durch die offenen (ersten) Wärmeübertragungspassagen kann auf einfache Weise den (lokal) vorherrschenden Bedingungen angepasst werden, insbesondere indem die Einlassöffnungen in den Wärmeübertragerblock bzw. eine Vorrichtung, welche die Einlassöffnungen aufweist, abschnittsweise verändert werden.The mass flow of the first medium through the open (first) heat transfer passages can be adapted in a simple manner to the (locally) prevailing conditions, in particular by changing the inlet openings in the heat exchanger block or a device which has the inlet openings in sections.

Um den Austritt des teilweise verdampften ersten Mediums unten aus dem Wärmeübertragerblocks in den Mantelraum bzw. Kettleraum zu gewährleisten, sind vorteilhafterweise keine besonderen Vorrichtungen bzw. Anpassungen notwendig. To allow the partially evaporated first medium to exit from the bottom To ensure heat exchanger blocks in the jacket space or warp chamber, no special devices or adaptations are advantageously necessary.

Bei dem ersten Medium handelt es sich insbesondere um ein Kältemittel, z.B. ein zweiphasiges Kältemittel.The first medium is in particular a refrigerant, e.g. a two-phase refrigerant.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Wärmeübertrager einen Eintrittsstutzen zum Einleiten des ersten Mediums in den Mantelraum auf. In diesem Fall weist der Eintrittsstutzen insbesondere die besagte Eintrittsöffnung auf.According to one embodiment, the heat exchanger has an inlet connection for introducing the first medium into the jacket space. In this case, the inlet nozzle has in particular the said inlet opening.

Der Wärmeübertragerblock kann selbstverständlich auch zwei oder mehr voneinander getrennte zweite Wärmeübertragungspassagen aufweisen, so dass verschiedene Medien durch diese Wärmeübertragungspassagen geführt werden können, um indirekt Wärme mit dem ersten Medium auszutauschen.The heat exchanger block can of course also have two or more separate second heat transfer passages, so that different media can be guided through these heat transfer passages in order to indirectly exchange heat with the first medium.

Weiterhin können natürlich auch mehrere Wärmeübertragerblöcke in dem Mantelraum vorgesehen sein. Diese können z.B. strömungstechnisch parallel oder seriell geschaltet sein. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich verschiedene Medien in den geschlossenen Passagen der Wärmeübertragerblöcke zu führen.Furthermore, several heat exchanger blocks can of course also be provided in the jacket space. These can e.g. fluidically connected in parallel or in series. Alternatively or additionally, it is possible to run different media in the closed passages of the heat exchanger blocks.

Der erfindungsgemäße Wärmeübertrager eignet sich z.B. dazu, das zweite Medium abzukühlen und/oder zu kondensieren, wobei das erste Medium als Kältemittel verwendet wird. Alternativ dazu kann mit dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager z.B. eine flüssige Phase des ersten Mediums unterkühlt werden, wobei das zweite Medium als Kältemittel dient.The heat exchanger according to the invention is suitable e.g. to cool and / or condense the second medium, the first medium being used as the refrigerant. Alternatively, with the heat exchanger according to the invention e.g. a liquid phase of the first medium is supercooled, the second medium serving as a refrigerant.

Die besagten ersten Wärmeübertragungspassagen können bezüglich ihrer Form und/oder ihrer Dimensionierung gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein.Said first heat transfer passages can be of identical or different design with regard to their shape and / or their dimensions.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Wärmeübertrager mindestens eine Tasche auf, die dazu ausgebildet ist, zumindest einen Teil der über den Zulauf zugeführten flüssigen Phase zu sammeln, so dass die in der Tasche gesammelte flüssige Phase aus der Tasche in die Einlassöffnungen der ersten Wärmeübertragungspassagen fließen kann.According to one embodiment, the heat exchanger has at least one pocket which is designed to collect at least part of the liquid phase supplied via the inlet, so that the liquid phase collected in the pocket can flow from the pocket into the inlet openings of the first heat transfer passages.

Die Tasche kann hierbei ein Behälter zur Aufnahme von Flüssigkeit sein. Alternativ dazu kann die Tasche durch eine Vorrichtung gebildet sein, die mit anderen Komponenten des Wärmeübertragers einen Behälter zur Aufnahme von Flüssigkeit bildet. Die Tasche kann insbesondere mit eigenem Boden oder ohne eigenen Boden ausgeführt sein. Der besagte Behälter muss nicht vollständig geschlossen sein, sondern kann z.B. an einer Unterseite Öffnungen aufweisen, solange die Öffnungen so ausgebildet sind, dass die Flüssigkeit sich zumindest für eine gewisse Zeit in dem Behälter sammelt, bis diese durch die Öffnungen abfließt.The pocket can be a container for holding liquid. Alternatively, the pocket can be formed by a device which, together with other components of the heat exchanger, forms a container for holding liquid. The bag can in particular be designed with its own floor or without its own floor. The said container does not have to be completely closed, but can e.g. have openings on an underside as long as the openings are designed in such a way that the liquid collects in the container at least for a certain time until it flows through the openings.

Durch die Höhe der Tasche und die Ausgestaltung der Einlassöffnungen bzw. einer Vorrichtung am Eintritt in den Wärmeübertragerblock, welche die Einlassöffnungen aufweist, kann der gewünschte Anteil der gasförmigen Phase des ersten Mediums am Austritt der ersten Wärmeübertragungspassagen (z.B. Austrittsdampfgehalt) eingestellt werden, da die Höhe der Flüssigkeitssäule des ersten Mediums in der Tasche den Massenstrom des ersten Mediums durch die offenen (ersten) Wärmeübertragungspassagen mitbestimmt.Due to the height of the pocket and the design of the inlet openings or a device at the entrance to the heat exchanger block, which has the inlet openings, the desired proportion of the gaseous phase of the first medium at the outlet of the first heat transfer passages (e.g. outlet steam content) can be set, since the height the liquid column of the first medium in the pocket also determines the mass flow of the first medium through the open (first) heat transfer passages.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Tasche derart ausgebildet, dass die in der Tasche gesammelte flüssige Phase des ersten Mediums bei Erreichen eines maximalen Füllstandes der Tasche in den Mantelraum überfließen kann.According to a further embodiment, the pocket is designed such that the liquid phase of the first medium collected in the pocket can flow into the jacket space when the pocket reaches a maximum fill level.

Mit anderen Worten: die Tasche ist als Überlauftasche ausgebildet, so dass überschüssiges flüssiges erstes Medium aus der Tasche in den Mantelraum abfließen kann.In other words: the pocket is designed as an overflow pocket, so that excess liquid first medium can flow out of the pocket into the jacket space.

Beispielsweise kann die Tasche einen Rand aufweisen, der so ausgebildet ist, dass das in der Tasche gesammelte erste Medium bei Erreichen des maximalen Füllstandes über den Rand in den Mantelraum überfließen kann.For example, the pocket can have an edge which is designed such that the first medium collected in the pocket can flow over the edge into the jacket space when the maximum fill level is reached.

Alternativ dazu kann die Tasche mindestens eine Öffnung aufweisen, die so ausgebildet ist, dass das in der Tasche gesammelte erste Medium bei Erreichen des maximalen Füllstandes durch die mindestens eine Öffnung in den Mantelraum überfließen kann.As an alternative to this, the pocket can have at least one opening which is designed such that the first medium collected in the pocket can flow through the at least one opening into the jacket space when the maximum fill level is reached.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ragt die Tasche senkrecht zu der ersten Längsachse über den Wärmeübertragerblock hinaus.According to a further embodiment, the pocket projects beyond the heat exchanger block perpendicular to the first longitudinal axis.

Dadurch kann vorteilhafter Weise die Menge des in der Tasche vorgehaltenen ersten Mediums erhöht werden.As a result, the amount of the first medium held in the pocket can advantageously be increased.

Die Tasche weist insbesondere einen Boden auf, der senkrecht zu der ersten Längsachse über den Wärmeübertragerblock hinausragt.The pocket has, in particular, a bottom which projects perpendicular to the first longitudinal axis over the heat exchanger block.

Dabei ist insbesondere derjenige Teil des Bodens, der über den Wärmeübertragerblock hinausragt, entlang der Längsachse vollständig geschlossen (weist also keine Öffnungen auf), so dass das erste Medium lediglich durch die Einlassöffnungen der ersten Wärmeübertragungspassagen strömt.In particular, that part of the base which projects beyond the heat exchanger block is completely closed along the longitudinal axis (that is to say has no openings), so that the first medium only flows through the inlet openings of the first heat transmission passages.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Tasche zumindest eine entlang der ersten Längsachse erstreckte Wandung auf, welche die Tasche begrenzt, wobei die Wandung in Bezug auf die erste Längsachse geneigt ist, so dass sich die Tasche von den Einlassöffnungen der ersten Wärmeübertragungspassagen aus entlang der ersten Längsachse erweitert. According to a further embodiment, the pocket has at least one wall extending along the first longitudinal axis, which delimits the pocket, the wall being inclined with respect to the first longitudinal axis, so that the pocket extends along the first longitudinal axis from the inlet openings of the first heat transfer passages extended.

Das heißt, eine entlang einer Horizontalen erstreckte Querschnittsfläche der Tasche ist an der den Einlassöffnungen zugewandten Seite (also beim bestimmungsgemäßen Betrieb an der tiefsten Stelle) der Tasche minimal.This means that a cross-sectional area of the pocket extending along a horizontal is minimal on the side of the pocket facing the inlet openings (that is, at the lowest point during normal operation) of the pocket.

Durch die geneigte Wandung kann vorteilhafter Weise die Menge des in der Tasche vorgehaltenen ersten Mediums erhöht werden.The inclined wall can advantageously increase the amount of the first medium held in the pocket.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Wärmeübertragerblock eine Einlassvorrichtung auf, wobei die Einlassvorrichtung die Einlassöffnungen aufweist.According to a further embodiment, the heat exchanger block has an inlet device, the inlet device having the inlet openings.

Bei der Einlassvorrichtung handelt es sich insbesondere um einen perforierten Sidebar des Wärmeübertragerblocks.The inlet device is, in particular, a perforated sidebar of the heat exchanger block.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Einlassvorrichtung in einer Ebene senkrecht zu der ersten Längsachse mindestens zwei Bereiche auf, wobei die Einlassvorrichtung so ausgebildet ist, dass sich der Massenstrom der flüssigen Phase des ersten Mediums durch die Einlassöffnungen zwischen den mindestens zwei Bereichen unterscheidet.According to a further embodiment, the inlet device has at least two areas in a plane perpendicular to the first longitudinal axis, the inlet device being designed such that the mass flow of the liquid phase of the first medium differs between the at least two areas through the inlet openings.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Wärmeübertrager mindestens zwei zumindest abschnittsweise unterschiedlich geformte erste Wärmeübertragungspassagen auf, wobei die mindestens zwei ersten Wärmeübertragungspassagen so ausgebildet sind, dass sich der Massenstrom des ersten Mediums in den mindestens zwei unterschiedlich geformten ersten Wärmeübertragungspassagen unterscheidet.According to a further embodiment, the heat exchanger has at least two first heat transfer passages which are shaped differently at least in sections, the at least two first heat transfer passages being designed such that the mass flow of the first medium differs in the at least two differently shaped first heat transfer passages.

Dadurch kann vorteilhafter Weise der Massenstrom des ersten Mediums in den ersten Wärmeübertragungspassagen abschnittsweise verändert und den (lokal) vorherrschenden Bedingungen angepasst werden.As a result, the mass flow of the first medium in the first heat transfer passages can advantageously be changed in sections and adapted to the (locally) prevailing conditions.

Die unterschiedliche Ausgestaltung der Wärmeübertragungspassagen kann z.B. durch unterschiedliche Form und/oder Dimensionierung der Fins der entsprechenden Wärmeübertragungspassagen oder durch eine unterschiedliche Querschnittsfläche der Wärmeübertragungspassagen realisiert sein.The different design of the heat transfer passages can e.g. by different shape and / or dimensioning of the fins of the corresponding heat transfer passages or by a different cross-sectional area of the heat transfer passages.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform verlaufen die ersten Wärmeübertragungspassagen zumindest in einem aktiven Bereich, in dem eine Wärmeübertragung zwischen dem ersten Medium und dem zweiten Medium stattfindet, parallel zu den zweiten Wärmeübertragungspassagen, so dass das erste Medium in den ersten Wärmeübertragungspassagen im Gleichstrom oder im Gegenstrom zu dem zweiten Medium in den zweiten Wärmeübertragungspassagen führbar ist.According to a further embodiment, the first heat transfer passages run parallel to the second heat transfer passages, at least in an active area in which heat transfer takes place between the first medium and the second medium, so that the first medium in the first heat transfer passages runs in cocurrent or countercurrent to that second medium in the second heat transfer passages is feasible.

Das heißt, der Wärmeübertragerblock ist insbesondere als Gleichstrom-Plattenwärmeübertrager ausgebildet. Das zweite Medium strömt also in den geschlossenen (zweiten) Wärmeübertragungspassagen zumindest in dem aktiven Bereich vertikal von oben nach unten (also parallel zu dem ersten Medium).This means that the heat exchanger block is designed in particular as a direct current plate heat exchanger. The second medium therefore flows in the closed (second) heat transfer passages, at least in the active region, vertically from top to bottom (ie parallel to the first medium).

In dieser Ausführung kann das flüssige erste Medium bzw. das Kältemittel unter Umständen auch vollständig verdampft werden. Dies kann z.B. der Fall sein, wenn das zweite Medium in den geschlossenen (zweiten) Wärmeübertragungspassagen am Austritt näherungsweise die Temperatur des ersten Mediums bzw. Kältemittels erreichen soll. Dann treten keine größeren Temperaturdifferenzen zwischen beiden Strömen am kalten Ende (das heißt am unteren Ende des Wärmeübertragerblocks) auf.In this embodiment, the liquid first medium or the refrigerant can also be completely evaporated under certain circumstances. This can e.g. be the case when the second medium in the closed (second) heat transfer passages at the outlet is to approximately reach the temperature of the first medium or refrigerant. Then there are no major temperature differences between the two flows at the cold end (i.e. at the lower end of the heat exchanger block).

Gemäß einer weiteren Ausführungsform verlaufen die ersten Wärmeübertragungspassagen zumindest in einem aktiven Bereich, in dem eine Wärmeübertragung zwischen dem ersten Medium und dem zweiten Medium stattfindet, senkrecht zu den zweiten Wärmeübertragungspassagen, so dass das erste Medium in den ersten Wärmeübertragungspassagen im Kreuzstrom oder Kreuzgegenstrom zu dem zweiten Medium in den zweiten Wärmeübertragungspassagen führbar ist.According to a further embodiment, the first heat transfer passages run perpendicular to the second heat transfer passages, at least in an active area in which heat transfer takes place between the first medium and the second medium, so that the first medium in the first heat transfer passages cross-flow or cross-countercurrent to the second Medium is feasible in the second heat transfer passages.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens ist der Mantelraum des Wärmeübertragers als Vorlagebehälter für die flüssige Phase des ersten Mediums ausgebildet.According to one embodiment of the method, the jacket space of the heat exchanger is designed as a storage container for the liquid phase of the first medium.

Die dabei vorgehaltene Menge des ersten Mediums kann über den Flüssigkeitsstand des ersten Mediums im Mantelraum eingestellt werden. Insbesondere befindet sich der Flüssigkeitsstand dabei unterhalb des Wärmeübertragerblocks, so dass das teilverdampfte erste Medium frei in den Mantelraum abströmen kann.The quantity of the first medium kept available can be adjusted via the liquid level of the first medium in the jacket space. In particular, the liquid level is below the heat exchanger block, so that the partially evaporated first medium can flow freely into the jacket space.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die zweiten Wärmeübertragungspassagen über mindestens einen ersten Header mit einer ersten Leitung zum Einleiten des zweiten Mediums in die zweiten Wärmeübertragungspassagen verbunden und über mindestens einen zweiten Header mit einer zweiten Leitung zum Abziehen des zweiten Mediums aus den Wärmeübertragungspassagen verbunden.According to a further embodiment, the second heat transfer passages are connected via at least one first header to a first line for introducing the second medium into the second heat transfer passages and to a second via at least one second header Line for withdrawing the second medium from the heat transfer passages connected.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Mantel des Wärmeübertragers entlang einer zweiten Längsachse erstreckt, wobei die zweite Längsachse beim bestimmungsgemäßen Betrieb des Wärmeübertragers vertikal oder horizontal erstreckt ist. Mit anderen Worten: der Mantel ist beim bestimmungsgemäßen Betrieb insbesondere stehend oder liegend ausgerichtetAccording to a further embodiment, the jacket of the heat exchanger extends along a second longitudinal axis, the second longitudinal axis extending vertically or horizontally when the heat exchanger is operated as intended. In other words, the jacket is oriented in particular upright or lying down during normal operation

Dabei ist der Mantel insbesondere zylinderförmig ausgebildet, wobei die zweite Längsachse die Zylinderachse bildet.The jacket is in particular cylindrical in shape, the second longitudinal axis forming the cylinder axis.

Zylinderförmig bedeutet hierbei im allgemeinen Sinne, dass die Grundfläche des Zylinders, die vorliegend die Querschnittsfläche des Mantels ist, eine beliebige ebene Fläche sein kann, die insbesondere kreisförmig (Kreiszylinder), rechteckförmig, quadratisch, dreieckig oder sechseckig ausgebildet sein kann. Der jeweilige Zylinder entsteht dabei durch Verschiebung jener ebenen Fläche entlang der zweiten Längsachse bzw. Zylinderachse, die nicht in der Ebene der ebenen Fläche liegt und insbesondere normal zu jener ebenen Fläche bzw. Querschnittsfläche verläuft.In this context, cylindrical in the general sense means that the base area of the cylinder, which in the present case is the cross-sectional area of the jacket, can be any flat surface, which can be circular, square, triangular, triangular or hexagonal. The respective cylinder is created by shifting that flat surface along the second longitudinal axis or cylinder axis, which is not in the plane of the flat surface and in particular extends normal to that flat surface or cross-sectional surface.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einem ersten Medium und einem zweiten Medium mittels eines Wärmeübertragers, insbesondere nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei der Wärmeübertrager einen Mantel aufweist, der einen Mantelraum zur Aufnahme des ersten Mediums umgibt, und wobei der Wärmeübertrager zumindest einen in dem Mantelraum angeordneten Wärmeübertragerblock aufweist, der entlang einer ersten Längsachse verlaufende erste Wärmeübertragungspassagen sowie zweite Wärmeübertragungspassagen aufweist, wobei die ersten Wärmeübertragungspassagen jeweils zu dem Mantelraum hin offene Einlassöffnungen und zu dem Mantelraum hin offene Auslassöffnungen aufweisen, wobei die Einlassöffnungen der ersten Wärmeübertragungspassagen oberhalb der Auslassöffnungen der ersten Wärmeübertragungspassagen angeordnet werden, und wobei eine flüssige Phase des ersten Mediums den Einlassöffnungen der ersten Wärmeübertragungspassagen zugeführt wird, so dass die flüssige Phase des ersten Mediums durch die ersten Wärmeübertragungspassagen herabfließt, und wobei das zweite Medium in den zweiten Wärmeübertragungspassagen des Wärmeübertragerblockes bereitgestellt wird, so dass zwischen dem ersten Medium in den ersten Wärmeübertragungspassagen und dem zweiten Medium in den zweiten Wärmeübertragungspassagen indirekt Wärme übertragen wird.A second aspect of the invention relates to a method for indirect heat transfer between a first medium and a second medium by means of a heat exchanger, in particular according to the first aspect of the invention, the heat exchanger having a jacket which surrounds a jacket space for receiving the first medium, and wherein the heat exchanger has at least one heat exchanger block arranged in the jacket space, which has first heat transfer passages and second heat transfer passages running along a first longitudinal axis, the first heat transfer passages each having inlet openings open to the jacket space and outlet openings open to the jacket space, the inlet openings of the first heat transfer passages be arranged above the outlet openings of the first heat transfer passages, and wherein a liquid phase of the first medium overlaps the inlet openings of the first heat Ragungspassagen is supplied so that the liquid phase of the first medium flows down through the first heat transfer passages, and wherein the second medium is provided in the second heat transfer passages of the heat exchanger block, so that between the first medium in the first heat transfer passages and the second medium in the second heat transfer passages heat is transferred indirectly.

Die flüssige Phase des ersten Mediums wird den Einlassöffnungen zugeführt, das heißt die flüssige Phase des ersten Mediums sammelt sich insbesondere nicht im Mantelraum, sondern tritt direkt über die Einlassöffnungen in die ersten Wärmeübertragungspassagen ein und strömt dort von oben nach unten durch die ersten Wärmeübertragungspassagen.The liquid phase of the first medium is fed to the inlet openings, i.e. the liquid phase of the first medium does not collect in particular in the jacket space, but rather enters the first heat transfer passages directly via the inlet openings and flows from top to bottom through the first heat transfer passages.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Pegel der flüssigen Phase des ersten Mediums in dem Mantelraum so eingestellt, dass die Einlassöffnungen der ersten Wärmeübertragungspassagen oberhalb des Pegels angeordnet sind.According to a further embodiment, the level of the liquid phase of the first medium in the jacket space is set such that the inlet openings of the first heat transfer passages are arranged above the level.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das erste Medium in den ersten Wärmeübertragungspassagen im Gleichstrom, Gegenstrom oder Kreuzstrom zu dem zweiten Medium in den zweiten Wärmeübertragungspassagen geführt.According to a further embodiment, the first medium in the first heat transfer passages is guided in cocurrent, countercurrent or cross flow to the second medium in the second heat transfer passages.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das erste Medium beim Eintritt in die ersten Wärmeübertragungspassagen eine geringere Temperatur auf als das zweite Medium beim Eintritt in die zweiten Wärmeübertragungspassagen.According to a further embodiment, the first medium has a lower temperature when entering the first heat transfer passages than the second medium when entering the second heat transfer passages.

Das heißt, das zweite Medium wird abgekühlt und/oder kondensiert, wobei das erste Medium als Kältemittel verwendet wird.That is, the second medium is cooled and / or condensed, the first medium being used as the refrigerant.

Insbesondere wird das zweite Medium isotherm bzw. quasiisotherm kondensiert.In particular, the second medium is condensed isothermally or quasi-isothermally.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen das erste Medium und das zweite Medium beim Eintritt in die ersten Wärmeübertragungspassagen bzw. die zweiten Wärmeübertragungspassagen eine Temperaturdifferenz von 3 K oder weniger auf. According to a further embodiment, the first medium and the second medium have a temperature difference of 3 K or less when they enter the first heat transfer passages or the second heat transfer passages.

Eine solche geringe Temperaturdifferenz zwischen den Medien eignet sich insbesondere zu einer isothermen bzw. quasiisothermen Kondensation des warmen (zweiten) Mediums.Such a small temperature difference between the media is particularly suitable for isothermal or quasi-isothermal condensation of the warm (second) medium.

Bei Wärmeübertragern nach dem Stand der Technik kann insbesondere durch Anreicherung schwerersiedender Komponenten in dem ersten Medium die Siedetemperatur des ersten Mediums so weit steigen, dass das zweite Medium nicht mehr kondensiert werden kann.In the case of heat exchangers according to the prior art, the boiling temperature of the first medium can rise to such an extent that the second medium can no longer be condensed, in particular by enriching high-boiling components in the first medium.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das dem Wärmeübertrager zugeführte erste Medium einen Temperaturgang zwischen Siedepunkt und Taupunkt von 5 K oder mehr auf (bei Annahme einer vollständigen Verdampfung des ersten Mediums).According to a further embodiment, the first medium supplied to the heat exchanger has a temperature response between boiling point and dew point of 5 K or more (assuming complete evaporation of the first medium).

Gemäß einer weiteren Ausführungsform verdampft die flüssige Phase des ersten Mediums beim Herabfließen in den ersten Wärmeübertragungspassagen aufgrund der von dem zweiten Medium auf das erste Medium übertragenen Wärme vollständig. According to a further embodiment, the liquid phase of the first medium completely evaporates when flowing down in the first heat transfer passages due to the heat transferred from the second medium to the first medium.

Alternativ zu den beschriebenen Ausführungsformen kann das erste Medium beim Eintritt in die ersten Wärmeübertragungspassagen auch eine geringere Temperatur aufweisen als das zweite Medium beim Eintritt in die zweiten Wärmeübertragungspassagen.As an alternative to the described embodiments, the first medium when entering the first heat transfer passages can also have a lower temperature than the second medium when it enters the second heat transfer passages.

Auf diese Weise kann die flüssige Phase des ersten Mediums unterkühlt werden. Dabei ist insbesondere das erste Medium am Eintritt in den Mantelraum zweiphasig. Das zweite Medium fungiert bei dieser Ausführungsform als Kältemittel.In this way, the liquid phase of the first medium can be subcooled. The first medium in particular is two-phase at the entrance to the jacket space. In this embodiment, the second medium acts as a refrigerant.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das erste Medium durch ein Gemisch zweier Substanzen gebildet, die einen unterschiedlichen Siedepunkt aufweisen.According to a further embodiment, the first medium is formed by a mixture of two substances which have a different boiling point.

Dabei handelt es sich bei dem Gemisch insbesondere um ein weitsiedendes Kältemittelgemisch.The mixture is in particular a high-boiling mixture of refrigerants.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das in dem Mantelraum gesammelte erste Medium, insbesondere eine flüssige Phase des in dem Mantelraum gesammelten ersten Mediums, aus dem Mantelraum abgezogen.According to a further embodiment, the first medium collected in the jacket space, in particular a liquid phase of the first medium collected in the jacket space, is withdrawn from the jacket space.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform strömt das zweite Medium in den geschlossenen (zweiten) Wärmeübertragungspassagen zumindest in einem aktiven Bereich, in dem eine Wärmeübertragung zwischen dem ersten Medium und dem zweiten Medium stattfindet, vertikal von oben nach unten (also parallel zu dem ersten Medium).According to a further embodiment, the second medium flows vertically in the closed (second) heat transfer passages at least in an active region in which heat transfer takes place between the first medium and the second medium, downwards (ie parallel to the first medium).

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen durch die nachfolgenden Figurenbeschreibungen von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren erläutert werden.Further details and advantages of the invention are to be explained by the following figure descriptions of exemplary embodiments with reference to the figures.

Es zeigen:

1 einen Core-In-Shell-Wärmeübertrager nach dem Stand der Technik im Längsschnitt;
2 einen Core-In-Shell-Wärmeübertrager nach dem Stand der Technik im Querschnitt;
3 eine perspektivische Darstellung eines Plattenwärmeübertragerblocks nach dem Stand der Technik;
4 einen erfindungsgemäßen Core-In-Shell-Wärmeübertrager im Längsschnitt;
5 einen erfindungsgemäßen Core-In-Shell-Wärmeübertrager im Querschnitt;
6 eine schematische Darstellung einer Tasche des erfindungsgemäßen Core-In-Shell-Wärmeübertrager

Show it:

1 a core-in-shell heat exchanger according to the prior art in longitudinal section;
2 a core-in-shell heat exchanger according to the prior art in cross section;
3 a perspective view of a plate heat exchanger block according to the prior art;
4 a core-in-shell heat exchanger according to the invention in longitudinal section;
5 a core-in-shell heat exchanger according to the invention in cross section;
6 is a schematic representation of a pocket of the core-in-shell heat exchanger according to the invention

1 zeigt im Zusammenhang mit 2 einen Wärmeübertrager 1, der einen liegenden, vorzugsweise (kreis)zylindrischen Mantel 2 aufweist, der einen Mantelraum 4 des Wärmeübertragers 1 begrenzt. Der Mantel 2 ist entlang einer zweiten Längsachse L2 erstreckt und weist eine umlaufende, kreiszylindrische Wandung auf, die stirnseitig durch zwei einander gegenüberliegende Wände begrenzt wird. Die 1 zeigt dabei einen Längsschnitt entlang der zweiten Längsachse L2 und die 2 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie A-A. 1 shows related to 2 a heat exchanger 1 , a horizontal, preferably (circular) cylindrical jacket 2 has a jacket space 4 of the heat exchanger 1 limited. The coat 2 is along a second longitudinal axis L2 extends and has a circumferential, circular-cylindrical wall, which is delimited on the end face by two mutually opposite walls. The 1 shows a longitudinal section along the second longitudinal axis L2 and the 2 shows a cross section along the line AA.

In dem vom Mantel 2 umschlossenen Mantelraum 4 ist ein Wärmeübertragerblock 3 angeordnet, bei dem es sich um einen Plattenwärmeübertrager handelt, der erste Wärmeübertragungspassagen 31 und zweite Wärmeübertragungspassagen 32 aufweist.In the coat 2 enclosed mantle space 4 is a heat exchanger block 3 arranged, which is a plate heat exchanger, the first heat transfer passages 31 and second heat transfer passages 32 having.

Natürlich können alternativ dazu auch mehrere Wärmeübertragerblöcke 3 in dem Mantelraum vorgesehen sind, die z.B. bezüglich des zweiten Mediums M2 strömungstechnisch parallel oder in Serie geschaltet sein können. Weiterhin ist es möglich, unterschiedliche Medien in geschlossenen Wärmeübertragungspassagen der verschiedenen Wärmeübertragerblöcke 3 zu führen, so dass indirekt Wärme zwischen diesen Medien und dem ersten Medium M1 übertragen werden kann.Alternatively, of course, several heat exchanger blocks can also be used 3 are provided in the jacket space, for example with respect to the second medium M2 fluidically connected in parallel or in series. It is also possible to use different media in closed heat transfer passages of the different heat exchanger blocks 3 to lead, so that indirect heat between these media and the first medium M1 can be transferred.

3 zeigt einen als Plattenwärmeübertrager ausgebildeten Wärmeübertragerblock 3 im Detail. Dieser weist erste und zweite Wärmeübertragungspassagen 31, 32 auf, die jeweils zur Aufnahme des ersten bzw. zweiten Mediums M1, M2 ausgebildet sind, so dass zwischen beiden Medien M1, M2 indirekt Wärme übertragbar ist /übertragen werden kann. Die Wärmeübertragungspassagen 31, 32 werden dabei jeweils durch zwei parallele Trennplatten 33 begrenzt (die beiden äußersten Trennplatten des Wärmeübertragerblocks 3 werden als Deckplatten bezeichnet), zwischen denen jeweils eine Wärmeleitstruktur 35 angeordnet ist, die vorliegend z.B. als so genannter Fin ausgebildet ist, also als ein gewelltes oder gefaltetes Blech, so dass zusammen mit den jeweiligen beiden Trennplatten 33 eine Vielzahl an parallelen Kanälen 300 für das jeweilige Medium M1, M2 ausgebildet wird, wobei die Kanäle 300 für das erste Medium M1 entlang einer ersten Längsachse L1, insbesondere in vertikaler Richtung, verlaufen und die Kanäle 300 für das zweite Medium M2 senkrecht zu der ersten Längsachse L1, insbesondere in horizontaler Richtung, verlaufen, d.h., die beiden Medien M1, M2 werden insbesondere im Kreuzstrom zueinander geführt. Andere Fahrweisen (z.B. Gegenstrom) sind auch denkbar. 3 shows a heat exchanger block designed as a plate heat exchanger 3 in detail. This has first and second heat transfer passages 31 . 32 on, each for receiving the first or second medium M1 . M2 are trained so that between the two media M1 . M2 indirectly heat is / can be transferred. The heat transfer passages 31 . 32 are separated by two parallel dividing plates 33 limited (the two outermost separator plates of the heat exchanger block 3 are referred to as cover plates), between each of which a heat conducting structure 35 is arranged, which in the present case is designed, for example, as a so-called fin, that is to say as a corrugated or folded sheet, so that together with the respective two separating plates 33 a variety of parallel channels 300 for the respective medium M1 . M2 is formed, the channels 300 for the first medium M1 along a first longitudinal axis L1 , especially in the vertical direction, and the channels 300 for the second medium M2 perpendicular to the first longitudinal axis L1 , especially in the horizontal direction, that is, the two media M1 . M2 are especially in cross flow led to each other. Other modes of operation (eg countercurrent) are also conceivable.

Wie aus 3 ersichtlich, sind die ersten Wärmeübertragungspassagen 31 zur horizontal erstreckten Oberseite 38 des mindestens einen Wärmeübertragerblocks 3 hin, die durch die vier Oberkanten 39 des Wärmeübertragerblocks 3 begrenzt wird, sowie zur Unterseite hin (nicht gezeigt) offen ausgebildet. D.h., es sind Einlassöffnungen 14 der ersten Wärmeübertragungspassagen 31 an der Oberseite 38 vorgesehen, über welche die in der Tasche 13 gesammelte flüssige Phase F des ersten Mediums M1 in die ersten Wärmeübertragungspassagen 31 eintreten und in diesen herabfließen kann. An der Unterseite sind entsprechende Auslassöffnungen 15 der ersten Wärmeübertragungspassagen vorhanden, über die das erste Medium F1 die ersten Wärmeübertragungspassagen 31 verlassen und in den Mantelraum 4 fließen kann.How out 3 can be seen, the first heat transfer passages 31 to the horizontally extended top 38 of the at least one heat exchanger block 3 through the four top edges 39 of the heat exchanger block 3 is limited, and open towards the bottom (not shown). Ie there are inlet openings 14 the first heat transfer passages 31 at the top 38 provided over which the in the pocket 13 collected liquid phase F of the first medium M1 in the first heat transfer passages 31 can enter and flow down into it. Corresponding outlet openings are on the underside 15 of the first heat transfer passages through which the first medium F1 the first heat transfer passages 31 leave and into the mantle room 4 can flow.

Beim Herabfließen im mindestens einen Wärmeübertragerblock 3 wird das erste Medium F1 in eine indirekte Wärmeübertragung mit dem zweiten Medium F2 gebracht, das über eine Zuleitung 7 sowie einen sich daran anschließenden Header (auch Sammler genannt) 9 in die zweiten Wärmeübertragungspassagen 32 des mindestens einen Wärmeübertragerblocks 3 eingeleitet wird und dort insbesondere im Kreuzstrom zum ersten Medium M1, das in den ersten Wärmeübertragungspassagen 31 strömt, geführt wird.When flowing down in at least one heat exchanger block 3 becomes the first medium F1 into indirect heat transfer with the second medium F2 brought that over a supply line 7 and an adjoining header (also called a collector) 9 into the second heat transfer passages 32 of the at least one heat exchanger block 3 is initiated and there in particular cross-flow to the first medium M1 that in the first heat transfer passages 31 flows, is led.

Der Wärmeübertragerblock 3 weist dabei eine Mehrzahl an Wärmeleitstrukturen 35 auf, bei denen es sich um Bleche handeln kann, die im Querschnitt mäanderförmig ausgebildet sind, also z.B. gewellt, gezackt oder mit rechteckförmigem Verlauf. Diese Wärmeleitstrukturen 35 werden auch als Fins 35 bezeichnet und sind jeweils zwischen zwei ebenen Trennplatten bzw. -blechen 33 des Wärmeübertragerblocks 3 angeordnet. Auf diese Weise werden zwischen je zwei Trennplatten 33 (bzw. einer Trennplatte 33 und einer Deckplatte, siehe unten) eine Vielzahl an parallelen Kanälen 300 bzw. eine erste bzw. zweite Wärmeübertragungspassage 31,32 gebildet, durch die das jeweilige erste oder zweite Medium M1, M2 strömen kann.The heat exchanger block 3 has a plurality of heat-conducting structures 35 on, which can be sheets that are meandering in cross-section, for example, corrugated, serrated or with a rectangular shape. These heat conducting structures 35 are also called fins 35 designated and are each between two flat partition plates or sheets 33 of the heat exchanger block 3 arranged. In this way, between two partition plates 33 (or a partition plate 33 and a cover plate, see below) a variety of parallel channels 300 or a first or second heat transfer passage 31 . 32 formed by the respective first or second medium M1 . M2 can flow.

Die beiden äußersten Lagen werden durch Deckplatten des Wärmeübertragerblocks 3 gebildet; zu den Seiten hin sind zwischen je zwei benachbarten Trennplatten 33 bzw. Trennplatten 33 und Deckplatten Abschlussleisten 37 vorgesehen, die auch als Sidebars bezeichnet werden. Eine erste Wärmeübertragungspassage 31 für das erste Medium M1, die durch einen Fin 35 sowie zwei angrenzende Trennplatten 33 gebildet wird, grenzt dabei jeweils an eine zweite Wärmeübertragungspassage 32 für das zweite Medium M2 an, die ebenfalls durch einen Fin 35 sowie zwei angrenzende Trennplatten 33 gebildet wird. Eine solche Anordnung von Passagen wiederholt sich insbesondere in dem Wärmeübertragerblock 3, so dass mehrere erste und zweite Wärmeübertragungspassagen 31,32 alternierend nebeneinander angeordnet sind, um Wärme zwischen dem ersten Medium M1 und dem zweiten Medium M2 auszutauschen. Zur Verteilung des ersten bzw. zweiten Mediums M1,M2 können sogenannte Verteilerfins vorgesehen sein. Diese können jedoch auch weggelassen werden, insbesondere beim Verteilen des ersten Mediums M1.The two outermost layers are covered by cover plates of the heat exchanger block 3 educated; to the sides are between two neighboring dividing plates 33 or partition plates 33 and cover plates end strips 37 provided, which are also referred to as sidebars. A first heat transfer passage 31 for the first medium M1 by a fin 35 and two adjacent dividing plates 33 is formed, in each case borders on a second heat transfer passage 32 for the second medium M2 which is also fin 35 and two adjacent dividing plates 33 is formed. Such an arrangement of passages is repeated in particular in the heat exchanger block 3 so that several first and second heat transfer passages 31 . 32 are arranged alternately side by side to heat between the first medium M1 and the second medium M2 exchange. To distribute the first or second medium M1 . M2 So-called distributor fins can be provided. However, these can also be omitted, especially when distributing the first medium M1 ,

Der Mantelraum 4 wird nach dem Stand der Technik während eines Betriebes des Wärmeübertragers 1 über einen Eintrittsstutzen 10 mit einem ersten Medium M1 befüllt. Dieser Eintrittsstrom in den Wärmeübertrager 1 ist üblicherweise zweiphasig, kann aber auch nur flüssig sein. Die flüssige Phase F des ersten Mediums M1 bildet dann nach dem Stand der Technik ein den Plattenwärmeübertrager 3 umgebendes Bad aus, wobei sich die gasförmige Phase G des ersten Mediums M1 oberhalb der flüssigen Phase F in einem oberen Bereich des Mantelraumes 4 ansammelt und von dort über einen Gasstutzen 5 abziehbar ist. In den 1 und 2 ist ein Pegel 43 des flüssigen ersten Mediums M1 in dem Mantelraum dargestellt, wobei der mit der flüssigen Phase F des ersten Mediums M1 gefüllte Teil des Mantelraumes 4 als Vorlageraum 41 bezeichnet wird und der oberhalb des Pegels 43 befindliche Teil des Mantelraums 4, der die gasförmige Phase G des ersten Mediums M1 aufweist, als Abscheideraum 42 bezeichnet wird.The mantle room 4 is according to the prior art during operation of the heat exchanger 1 via an inlet nozzle 10 with a first medium M1 filled. This entry flow into the heat exchanger 1 is usually two-phase, but can only be liquid. The liquid phase F of the first medium M1 then forms a plate heat exchanger according to the prior art 3 surrounding bath from which the gaseous phase G of the first medium M1 above the liquid phase F in an upper area of the jacket space 4 accumulates and from there via a gas nozzle 5 is removable. In the 1 and 2 is a level 43 of the liquid first medium M1 shown in the jacket space, the one with the liquid phase F of the first medium M1 filled part of the mantle space 4 as a storage room 41 is referred to and above the level 43 located part of the jacket space 4 which is the gaseous phase G of the first medium M1 has, as a separation space 42 referred to as.

Die flüssige Phase F des ersten Mediums M1 steigt nach dem Stand der Technik aufgrund des Thermosiphon-Effekts in den ersten Wärmeübertragungspassagen 31 des Wärmeübertragerblocks 3 auf und wird dabei durch das zu kühlende zweite Medium M2, das z.B. im Kreuzstrom zum ersten Medium M1 in den zweiten Wärmeübertragungspassagen 32 des Wärmeübertragerblocks 3 geführt wird, durch indirekte Wärmeübertragung teilweise verdampft. Die hierbei entstehende gasförmige Phase G des ersten Mediums M1 kann an einem oberen Ende des Wärmeübertragerblocks 3 austreten, steigt wie anhand der Geschwindigkeitsvektoren 11 dargestellt in dem Mantelraum 4 auf und wird oberhalb des Wärmeübertragerblocks 3 über den Gasstutzen 5 aus dem Mantelraum 4 abgezogen.The liquid phase F of the first medium M1 increases according to the prior art due to the thermosiphon effect in the first heat transfer passages 31 of the heat exchanger block 3 and is thereby cooled by the second medium to be cooled M2 which, for example, cross-flows to the first medium M1 in the second heat transfer passages 32 of the heat exchanger block 3 is partially evaporated by indirect heat transfer. The resulting gaseous phase G of the first medium M1 can be at an upper end of the heat exchanger block 3 emerge, increases as with the speed vectors 11 shown in the mantle room 4 on and is above the heat exchanger block 3 over the gas nozzle 5 from the coat room 4 deducted.

Das zweite Medium M2 wird über eine von dem Mantelraum 4 getrennte Zuleitung 7 und einen mit den zweiten Wärmeübertragungspassagen 32 verbundenen Header 9 in den Wärmeübertragerblock 3 geleitet und nach einem Durchlaufen der zugeordneten zweiten Wärmeübertragungspassagen 32 gekühlt bzw. verflüssigt über einen weiteren mit den zweiten Wärmeübertragungspassagen verbundenen Header 9 und eine Ableitung 8 aus dem Wärmeübertragerblock 3 abgezogen.The second medium M2 is about one of the mantle room 4 separate supply line 7 and one with the second heat transfer passages 32 connected header 9 in the heat exchanger block 3 passed and after passing through the assigned second heat transfer passages 32 cooled or liquefied via another with the second heat transfer passages connected header 9 and a derivative 8th from the heat exchanger block 3 deducted.

Die 4 und 5 zeigen einen erfindungsgemäßen Wärmeübertrager 1, der als Core-In-Shell-Wärmeübertrager ausgebildet ist. Dabei zeigt 4 einen Längsschnitt des Wärmeübertragers 1 entlang der zweiten Längsachse L2 und 5 zeigt einen Querschnitt des Wärmeübertragers 1 entlang der in 4 dargestellten Linie A-A.The 4 and 5 show a heat exchanger according to the invention 1 , which is designed as a core-in-shell heat exchanger. It shows 4 a longitudinal section of the heat exchanger 1 along the second longitudinal axis L2 and 5 shows a cross section of the heat exchanger 1 along the in 4 line AA shown.

Der Wärmeübertrager 1 weist analog zu dem in den 1 und 2 gezeigten Wärmeübertrager einen entlang der zweiten Längsachse L2 liegend erstreckten Mantel 2 auf, der einen Mantelraum 4 begrenzt, in dem ein als Plattenwärmeübertrager ausgebildeter Wärmeübertragerblock 3 angeordnet ist. Alternativ kann der Mantel 2 auch stehend angeordnet sein, so dass die zweite Längsachse L2 vertikal verläuft.The heat exchanger 1 points analogously to that in the 1 and 2 heat exchanger shown along the second longitudinal axis L2 stretched coat 2 on of a mantle room 4 limited, in which a heat exchanger block designed as a plate heat exchanger 3 is arranged. Alternatively, the coat 2 also be arranged upright so that the second longitudinal axis L2 runs vertically.

Der Wärmeübertragerblock 3 weist erste Wärmeübertragungspassagen 31 zur Führung eines ersten Mediums M1 und zweite Wärmeübertragungspassagen 32 zur Führung eines zweiten Mediums M2 auf, wobei die ersten Wärmeübertragungspassagen 31 entlang einer ersten Längsachse L1 verlaufen, die beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des Wärmeübertragers 1 vertikal erstreckt ist.The heat exchanger block 3 has first heat transfer passages 31 to carry a first medium M1 and second heat transfer passages 32 to run a second medium M2 on, the first heat transfer passages 31 along a first longitudinal axis L1 run when the heat exchanger is used as intended 1 extends vertically.

Die ersten und zweiten Wärmeübertragungspassagen 31, 32 sind derart zueinander angeordnet, dass indirekt Wärme zwischen dem in den ersten Wärmeübertragungspassagen 31 geführten ersten Medium M1 und dem in den zweiten Wärmeübertragungspassagen 32 geführten zweiten Medium M2 übertragbar ist.The first and second heat transfer passages 31 . 32 are arranged to each other in such a way that indirect heat between the in the first heat transfer passages 31 guided first medium M1 and that in the second heat transfer passages 32 guided second medium M2 is transferable.

Dabei sind die ersten und zweiten Wärmeübertragungspassagen 31,32 insbesondere wie in 3 gezeigt und oben beschrieben ausgeführt. Es sind jedoch auch alternative Ausführungsformen denkbar.Here are the first and second heat transfer passages 31 . 32 especially as in 3 shown and executed above. However, alternative embodiments are also conceivable.

Der Wärmeübertragerblock 3 ist derart in dem Mantelraum 4 des Wärmeübertragers 1 angeordnet, dass die ersten Wärmeübertragungspassagen 31 im Wesentlichen vertikal verlaufen. Die zweiten Wärmeübertragungspassagen 32 verlaufen in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel abschnittsweise senkrecht zu den ersten Wärmeübertragungspassagen 31 (entlang der zweiten Längsachse L2, in der Darstellung der 1 von links nach rechts), so dass das erste Medium M1 und das zweite Medium M2 im Kreuzstrom durch den Wärmeübertragerblock 3 führbar sind.The heat exchanger block 3 is like that in the jacket space 4 of the heat exchanger 1 arranged that the first heat transfer passages 31 run essentially vertically. The second heat transfer passages 32 run in sections in the exemplary embodiment shown here perpendicular to the first heat transfer passages 31 (along the second longitudinal axis L2 , in the representation of the 1 left to right) so that the first medium M1 and the second medium M2 in cross flow through the heat exchanger block 3 are feasible.

Die zweiten Wärmeübertragungspassagen 32 sind über Header 9 mit einer Zuleitung 7 zum Einleiten des zweiten Mediums M2 in den Wärmeübertragerblock 3 und einer Ableitung 8 zum Abziehen des, insbesondere gekühlten oder kondensierten, zweiten Mediums M2 aus dem Wärmeübertragerblock 3 verbunden. Dabei sind die zweiten Wärmeübertragungspassagen 32 von dem Mantelraum 4 strömungstechnisch getrennt, das heißt es handelt sich um geschlossene Wärmeübertragungspassagen.The second heat transfer passages 32 are about headers 9 with a supply line 7 for introducing the second medium M2 in the heat exchanger block 3 and a derivative 8th for removing the, in particular cooled or condensed, second medium M2 from the heat exchanger block 3 connected. Here are the second heat transfer passages 32 from the mantle room 4 Fluidically separated, that means closed heat transfer passages.

Dagegen weisen die ersten Wärmeübertragungspassagen 31 jeweilige Einlassöffnungen 14 und Auslassöffnungen 15 auf, über welche die ersten Wärmeübertragungspassagen 31 mit dem Mantelraum 4 in Strömungsverbindung stehen. Es handelt sich also bei den ersten Wärmeübertragungspassagen 31 um offene Wärmeübertragungspassagen.In contrast, the first heat transfer passages point 31 respective inlet openings 14 and outlet openings 15 on which the first heat transfer passages 31 with the mantle room 4 be in flow communication. So it is the first heat transfer passages 31 around open heat transfer passages.

Die Einlassöffnungen 14 sind dabei beim bestimmungsgemäßen Betrieb des Wärmeübertragers 1 an einer Oberseite des Wärmeübertragerblocks 3 angeordnet und die Auslassöffnungen 15 sind an einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite des Wärmeübertragerblocks 3 angeordnet.The inlet openings 14 are in the proper operation of the heat exchanger 1 on a top of the heat exchanger block 3 arranged and the outlet openings 15 are on an underside of the heat exchanger block opposite the upper side 3 arranged.

Der Mantel 2 weist analog zu dem in den 1 und 2 dargestellten Wärmeübertrager einen Eintrittsstutzen 10 mit einer Eintrittsöffnung 100 zum Einleiten des ersten Mediums M1 (als Flüssigkeit oder Flüssigkeits-Gas-Gemisch) in den Mantelraum 4 auf. Weiterhin ist ein angrenzend an die Eintrittsöffnung 100 positionierter Zulauf 12 vorgesehen, der dazu ausgebildet ist, die flüssige Phase F des ersten Mediums M1 den Einlassöffnungen 14 der ersten Wärmeübertragungspassagen 31 zuzuführen.The coat 2 points analogously to that in the 1 and 2 heat exchanger shown an inlet connection 10 with an entry opening 100 for introducing the first medium M1 (as a liquid or liquid-gas mixture) in the jacket space 4 on. There is also an adjacent to the entrance opening 100 positioned inlet 12 provided, which is designed to the liquid phase F of the first medium M1 the inlet openings 14 the first heat transfer passages 31 supply.

Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Zulauf 12 mit der Eintrittsöffnung 100 verbunden und oberhalb des Wärmeübertragerblocks 3 angeordnet.In the embodiment shown here is the inlet 12 with the entrance opening 100 connected and above the heat exchanger block 3 arranged.

An der Oberseite des Wärmeübertragerblocks 3 ist weiterhin eine Tasche 13 vorgesehen, das heißt ein Behälter, in dem sich die flüssige Phase F des ersten Mediums M1 sammeln kann, um anschließend über die Einlassöffnungen 14 in die ersten Wärmeübertragungspassagen zu fließen.At the top of the heat exchanger block 3 is still a bag 13 provided, that is, a container in which the liquid phase F of the first medium M1 can then collect through the inlet openings 14 to flow into the first heat transfer passages.

Der Zulauf 12 ist in der in 4 und 5 gezeigten Ausführungsform über der Tasche 13 angeordnet, so dass die flüssige Phase F des ersten Mediums M1 über den Eintrittsstutzen 10, die Eintrittsöffnung 100 und den Zulauf 12 in die Tasche 13 fließen kann. Das in der Tasche 13 gesammelte erste Medium M1 fließt dann durch die Einlassöffnungen 14 in die ersten Wärmeübertragungspassagen 31 und durchströmt diese von oben nach unten, um am unteren Ende des Wärmeübertragerblocks 3 aus den Auslassöffnungen 15 in den Mantelraum 4 zu fließen (siehe Geschwindigkeitsvektoren 11 in 5).The inflow 12 is in the in 4 and 5 embodiment shown above the pocket 13 arranged so that the liquid phase F of the first medium M1 over the inlet nozzle 10 , the entry opening 100 and the inflow 12 in the pocket 13 can flow. That in your pocket 13 collected first medium M1 then flows through the inlet openings 14 in the first heat transfer passages 31 and flows through it from top to bottom to the bottom of the heat exchanger block 3 from the outlet openings 15 in the coat room 4 to flow (see velocity vectors 11 in 5 ).

Beim Durchströmen der ersten Wärmeübertragungspassagen 31 kann zwischen dem ersten Medium M1 und dem in den benachbarten zweiten Wärmeübertragungspassagen 32 geführten zweiten Medium M2 indirekt Wärme übertragen werden. When flowing through the first heat transfer passages 31 can be between the first medium M1 and that in the adjacent second heat transfer passages 32 guided second medium M2 heat can be transferred indirectly.

Dabei verdampft die flüssige Phase des ersten Mediums M1 insbesondere zumindest teilweise in den ersten Wärmeübertragungspassagen 31. Die hierbei entstehende gasförmige Phase G des ersten Mediums M1 kann insbesondere gemeinsam mit der flüssigen Phase F des ersten Mediums M1 aus den Auslassöffnungen 15 der ersten Wärmeübertragungspassagen 31 austreten, im Mantelraum 4 aufsteigen und sich im Abscheideraum 42 des Mantelraums 4 sammeln, von wo sie über den Gasstutzen 5 abziehbar ist. Bei dieser Betriebsweise arbeitet der Wärmeübertragerblock 3 also nach dem Prinzip eines Fallfilmverdampfers.The liquid phase of the first medium evaporates M1 in particular at least partially in the first heat transfer passages 31 , The resulting gaseous phase G of the first medium M1 can in particular together with the liquid phase F of the first medium M1 from the outlet openings 15 the first heat transfer passages 31 emerge in the coat room 4 get up and yourself in the separation room 42 of the mantle room 4 collect from where they are over the gas nozzle 5 is removable. In this mode of operation, the heat exchanger block works 3 So on the principle of a falling film evaporator.

Die verbleibende flüssige Phase F des ersten Mediums M1 sammelt sich im Mantelraum 4 und kann über einen Flüssigkeitsstutzen 6 aus dem Mantelraum 4 abgezogen werden. Optional können Wirbelbrecher 61 zur Verhinderung von Verwirbelungen des flüssigen ersten Mediums M1 vorgesehen sein.The remaining liquid phase F of the first medium M1 collects in the coat room 4 and can over a liquid nozzle 6 from the coat room 4 subtracted from. Optional vortex breakers 61 to prevent swirling of the liquid first medium M1 be provided.

Der Flüssigkeitspegel 43 des ersten Mediums M1 wird dabei insbesondere durch Regelung des Zustroms (über den Wärmeübertragerblock 3) und Abstroms (z.B. über den Flüssigkeitsstutzen 6) so eingestellt, dass das untere Ende des Wärmeübertragerblocks 3 mit den Auslassöffnungen 15 sich oberhalb des Pegels 43 befindet. Dadurch kann die flüssige Phase F des ersten Mediums M1 über die ganze Länge der ersten Wärmeübertragungspassagen 31 frei hinabfließen und die gasförmige Phase G des ersten Mediums M1 kann ungehindert aufsteigen.The liquid level 43 of the first medium M1 is in particular by regulating the inflow (via the heat exchanger block 3 ) and outflow (e.g. via the liquid nozzle 6 ) set so that the lower end of the heat exchanger block 3 with the outlet openings 15 themselves above the level 43 located. This allows the liquid phase F of the first medium M1 over the entire length of the first heat transfer passages 31 flow freely down and the gaseous phase G of the first medium M1 can rise freely.

Das erste Medium M1 zirkuliert also im Unterschied zum in 1 und 2 gezeigten Wärmeübertrager 1 nicht im Mantelraum 4, sondern durchströmt diesen nur einmal von oben nach unten, so dass sich keine schwerer siedenden Komponenten des ersten Mediums M1 in der flüssigen Phase F anreichern können.The first medium M1 in contrast to the in 1 and 2 shown heat exchanger 1 not in the coat room 4 , but flows through it only once from top to bottom, so that there are no heavier boiling components of the first medium M1 in the liquid phase F can enrich.

Alternativ kann der Wärmeübertrager 1 bei entsprechenden Temperaturen der Medien M1,M2 auch dazu verwendet werden, eine flüssige Phase des ersten Mediums M1 zu unterkühlen.Alternatively, the heat exchanger 1 at appropriate media temperatures M1 , M2 can also be used to create a liquid phase of the first medium M1 to hypothermia.

Die 6 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Tasche 13 zum Sammeln der flüssigen Phase F des ersten Mediums M1 über den Einlassöffnungen 14 der ersten Wärmeübertragungspassagen 31.The 6 schematically shows an embodiment of a bag according to the invention 13 to collect the liquid phase F of the first medium M1 above the inlet openings 14 the first heat transfer passages 31 ,

Die Tasche 13 weist einen senkrecht zu der ersten Längsachse L1 verlaufenden Boden 131 mit Löchern 134 auf, welche mit jeweiligen zugeordneten Einlassöffnungen 14 der ersten Wärmeübertragungspassagen 31 fluchten, so dass die flüssige Phase F des ersten Mediums M1 aus der Tasche 13 durch die Löcher 134 in die jeweiligen Einlassöffnungen 14 fließen kann. Dabei bilden die Löcher 134 eine Einlassvorrichtung 16 (s. 5).The pocket 13 has a perpendicular to the first longitudinal axis L1 trending floor 131 with holes 134 on, which with respective assigned inlet openings 14 the first heat transfer passages 31 align so that the liquid phase F of the first medium M1 out of the bag 13 through the holes 134 into the respective inlet openings 14 can flow. The holes form 134 an inlet device 16 (S. 5 ).

Weiterhin weist die Tasche 13 eine mit dem Boden 131 verbundene Wandung 132 auf, die bezüglich der ersten Längsachse L1 geneigt ist, so dass sich die Querschnittsfläche der Tasche 13 senkrecht zu der ersten Längsachse L1 nach oben hin erweitert. Die Wandung 132 ist an ihrem oberen Ende durch einen Rand 133 begrenzt, über den die flüssige Phase F des ersten Mediums M1 bei Überschreiten eines maximalen Füllstandes der Tasche 13 in den Mantelraum 4 überfließen kann. Die Tasche 13 kann im Querschnitt senkrecht zu der ersten Längsachse L1 beliebig geformt sein, z.B. kreisförmig oder rechteckig. Im Fall eines kreisförmigen Querschnitts ist dabei insbesondere eine Wandung 132 vorgesehen, während die Tasche 13 z.B. bei einem rechteckigen Querschnitt auch mehrere Wandungen 132 aufweisen kann.Furthermore, the bag points 13 one with the bottom 131 connected wall 132 on that with respect to the first longitudinal axis L1 is inclined so that the cross-sectional area of the pocket 13 perpendicular to the first longitudinal axis L1 expanded towards the top. The wall 132 is by an edge at its top 133 limited over which the liquid phase F of the first medium M1 if the maximum fill level of the bag is exceeded 13 in the coat room 4 can overflow. The pocket 13 can be perpendicular to the first longitudinal axis in cross section L1 be arbitrarily shaped, for example circular or rectangular. In the case of a circular cross section there is in particular a wall 132 provided while the bag 13 For example, with a rectangular cross section, several walls 132 can have.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: WärmeübertragerHeat exchanger
22: Mantelcoat
33: Wärmeübertragerblockheat exchanger block
44: Mantelraumshell space
55: Gasstutzengas nozzles
66: Flüssigkeitsstutzenfluid nozzle
77: Zuleitungsupply
88th: Ableitungderivation
99: Headerheader
1010: Eintrittsstutzeninlet connection
1111: Geschwindigkeitsvektorvelocity vector
1212: ZulaufIntake
1313: Taschebag
1414: Einlassöffnunginlet port
1515: Auslassöffnungoutlet
1616: Einlassvorrichtungintake device
3131: Erste WärmeübertragungspassageFirst heat transfer passage
3232: Zweite WärmeübertragungspassageSecond heat transfer passage
3333: Trennplattenpartition plates
3535: Wärmeleitstrukturen bzw. FinsThermally conductive structures or fins
3737: Side BarsSide bars
3838: Oberseitetop
39 39: Oberkantetop edge
4141: Vorlageraummaster room
4242: Abscheideraumseparating chamber
4343: Pegel bzw. FlüssigkeitspegelLevel or liquid level
6161: Wirbelbrechervortex breaker
100100: Eintrittsöffnunginlet opening
131131: Bodenground
132132: Wandungwall
133133: Randedge
134134: Lochhole
300300: Kanalchannel
M1M1: Erstes MediumFirst medium
M2M2: Zweites MediumSecond medium
FF: Flüssige PhaseLiquid phase
GG: Gasförmige PhaseGaseous phase
L1L1: Erste LängsachseFirst longitudinal axis
L2L2: Zweite LängsachseSecond longitudinal axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

„The standards of the brazed aluminium plate-fin heat exchanger manufacturer's association (ALPEMA)“, dritte Ausgabe, 2010 [0003]"The standards of the brazed aluminum plate-fin heat exchanger manufacturer's association (ALPEMA)", third edition, 2010 [0003]

Claims

Wärmeübertrager (1) zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einem ersten Medium (M1) und einem zweiten Medium (M2), mit: - einem Mantel (2), der einen Mantelraum (4) zur Aufnahme des ersten Mediums (M1) umgibt, und - zumindest einem in dem Mantelraum (4) angeordneten Wärmeübertragerblock (3), der entlang einer ersten Längsachse (L1) verlaufende erste Wärmeübertragungspassagen (31) zur Aufnahme des ersten Mediums (M1) sowie zweite Wärmeübertragungspassagen (32) zur Aufnahme des zweiten Mediums (M2) aufweist, so dass zwischen dem ersten Medium (M1) und dem zweiten Medium (M2) indirekt Wärme übertragbar ist, - wobei der Wärmeübertragerblock (3) eine Mehrzahl an Wärmeleitstrukturen (35) und eine Mehrzahl an parallelen Trennplatten (33) aufweist, und wobei zwischen zwei jeweiligen Trennplatten (33) jeweils eine Wärmeleitstruktur (35) angeordnet ist, und wobei die ersten Wärmeübertragungspassagen (31) und/oder die zweiten Wärmeübertragungspassagen (32) Kanäle (300) aufweisen, die zwischen einer jeweiligen Trennplatte (33) und einer an der jeweiligen Trennplatte (33) anliegenden Wärmeleitstruktur (35) gebildet sind, - und wobei die ersten Wärmeübertragungspassagen (31) jeweils zu dem Mantelraum (4) hin offene Einlassöffnungen (14) und zu dem Mantelraum (4) hin offene Auslassöffnungen (15) aufweisen, wobei die Einlassöffnungen (14) oberhalb der Auslassöffnungen (15) angeordnet oder anordenbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (2) eine Eintrittsöffnung (100) und einen Zulauf (12) aufweist, wobei der Zulauf (12) dazu ausgebildet ist, eine flüssige Phase (F) des durch die Eintrittsöffnung (100) in den Mantelraum (4) eingeleiteten erste Mediums (M1) den Einlassöffnungen (14) der ersten Wärmeübertragungspassagen (31) zuzuführen, so dass die flüssige Phase (F) durch die ersten Wärmeübertragungspassagen (31) herabfließen kann.Heat exchanger (1) for indirect heat transfer between a first medium (M1) and a second medium (M2), with: - a jacket (2) which surrounds a jacket space (4) for receiving the first medium (M1), and - at least a heat exchanger block (3) arranged in the jacket space (4), which has first heat transfer passages (31) running along a first longitudinal axis (L1) for receiving the first medium (M1) and second heat transfer passages (32) for receiving the second medium (M2) , so that heat can be transferred indirectly between the first medium (M1) and the second medium (M2), - the heat exchanger block (3) having a plurality of heat-conducting structures (35) and a plurality of parallel separating plates (33), and wherein between two respective separating plates (33) each have a heat-conducting structure (35), and the first heat transfer passages (31) and / or the second heat transfer passages (32) have channels (300) have, which are formed between a respective partition plate (33) and a heat-conducting structure (35) abutting the respective partition plate (33), - and wherein the first heat transfer passages (31) each open to the jacket space (4) towards the inlet openings (14) and have outlet openings (15) open to the jacket space (4), the inlet openings (14) being arranged or capable of being arranged above the outlet openings (15), characterized in that the jacket (2) has an inlet opening (100) and an inlet (12 ), the inlet (12) being designed to supply a liquid phase (F) of the first medium (M1) introduced into the jacket space (4) through the inlet opening (100) to the inlet openings (14) of the first heat transfer passages (31) , so that the liquid phase (F) can flow down through the first heat transfer passages (31).

Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (1) mindestens eine Tasche (13) aufweist, die dazu ausgebildet ist, zumindest einen Teil der flüssigen Phase (F) des zugeführten ersten Mediums (M1) zu sammeln, so dass die in der Tasche (13) gesammelte flüssige Phase (F) aus der Tasche (13) in die Einlassöffnungen (14) der ersten Wärmeübertragungspassagen (31) fließen kann.Heat exchanger (1) after Claim 1 , characterized in that the heat exchanger (1) has at least one pocket (13) which is designed to collect at least part of the liquid phase (F) of the supplied first medium (M1), so that the in the pocket (13 ) collected liquid phase (F) can flow from the pocket (13) into the inlet openings (14) of the first heat transfer passages (31).

Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasche (13) derart ausgebildet ist, dass die in der Tasche (13) gesammelte flüssige Phase (F) des ersten Mediums (M1) bei Erreichen eines maximalen Füllstandes der Tasche (13) in den Mantelraum (4) überfließen kann.Heat exchanger (1) after Claim 2 , characterized in that the pocket (13) is designed such that the liquid phase (F) of the first medium (M1) collected in the pocket (13) when the pocket (13) reaches a maximum fill level in the jacket space (4) can overflow.

Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasche (13) senkrecht zu der ersten Längsachse (L1) über den Wärmeübertragerblock (3) hinausragt.Heat exchanger (1) after Claim 2 or 3 , characterized in that the pocket (13) projects perpendicular to the first longitudinal axis (L1) over the heat exchanger block (3).

Wärmeübertrager (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasche (13) zumindest eine entlang der ersten Längsachse (L1) erstreckte Wandung (132) aufweist, welche die Tasche (13) begrenzt, wobei die Wandung (132) in Bezug auf die erste Längsachse (L1) geneigt ist, so dass sich die Tasche (13) von den Einlassöffnungen (14) der ersten Wärmeübertragungspassagen (31) aus entlang der ersten Längsachse (L1) erweitert.Heat exchanger (1) according to one of the Claims 2 to 4 characterized in that the pocket (13) has at least one wall (132) which extends along the first longitudinal axis (L1) and delimits the pocket (13), the wall (132) being inclined with respect to the first longitudinal axis (L1) is such that the pocket (13) widens from the inlet openings (14) of the first heat transfer passages (31) along the first longitudinal axis (L1).

Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertragerblock (1) eine Einlassvorrichtung (16) aufweist, wobei die Einlassvorrichtung (16) die Einlassöffnungen (14) aufweist.Heat exchanger (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger block (1) has an inlet device (16), the inlet device (16) having the inlet openings (14).

Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassvorrichtung (16) in einer Ebene senkrecht zu der ersten Längsachse mindestens zwei Bereiche aufweist, wobei die Einlassvorrichtung (16) so ausgebildet ist, dass sich der Massenstrom der flüssigen Phase (F) des ersten Mediums (M1) durch die Einlassöffnungen (14) zwischen den mindestens zwei Bereichen unterscheidet.Heat exchanger (1) after Claim 6 , characterized in that the inlet device (16) has at least two areas in a plane perpendicular to the first longitudinal axis, the inlet device (16) being designed in such a way that the mass flow of the liquid phase (F) of the first medium (M1) flows through differentiates the inlet openings (14) between the at least two areas.

Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (1) mindestens zwei unterschiedlich geformte erste Wärmeübertragungspassagen (31) aufweist, wobei die mindestens zwei ersten Wärmeübertragungspassagen (31) so ausgebildet sind, dass sich der Massenstrom des ersten Mediums (M1) in den mindestens zwei unterschiedlich geformten ersten Wärmeübertragungspassagen (31) unterscheidet.Heat exchanger (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger (1) has at least two differently shaped first heat transfer passages (31), the at least two first heat transfer passages (31) being designed such that the mass flow of the first medium (M1) in the at least two differently shaped first heat transfer passages (31).

Verfahren zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einem ersten Medium (M1) und einem zweiten Medium (M2) mittels eines Wärmeübertragers (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Wärmeübertrager (1) einen Mantel (2), der einen Mantelraum (4) zur Aufnahme des ersten Mediums (M1) umgibt, und zumindest einen in dem Mantelraum (4) angeordneten Wärmeübertragerblock (3) aufweist, der entlang einer ersten Längsachse (L1) verlaufende erste Wärmeübertragungspassagen (31) sowie zweite Wärmeübertragungspassagen (32) aufweist, wobei die ersten Wärmeübertragungspassagen (31) jeweils zu dem Mantelraum (4) hin offene Einlassöffnungen (14) und zu dem Mantelraum (4) hin offene Auslassöffnungen (15) aufweisen, wobei die Einlassöffnungen (14) der ersten Wärmeübertragungspassagen (31) oberhalb der Auslassöffnungen (15) der ersten Wärmeübertragungspassagen (31) angeordnet werden, und wobei eine flüssige Phase des ersten Mediums (M1) den Einlassöffnungen (14) der ersten Wärmeübertragungspassagen (31) zugeführt wird, so dass die flüssige Phase (F) des ersten Mediums (M1) durch die ersten Wärmeübertragungspassagen (31) herabfließt, und wobei das zweite Medium (M2) in den zweiten Wärmeübertragungspassagen (32) des Wärmeübertragerblockes (3) bereitgestellt wird, so dass zwischen dem ersten Medium (M1) in den ersten Wärmeübertragungspassagen (31) und dem zweiten Medium (M2) in den zweiten Wärmeübertragungspassagen (32) indirekt Wärme übertragen wird.Method for indirect heat transfer between a first medium (M1) and a second medium (M2) by means of a heat exchanger (1), in particular according to one of the Claims 1 to 8th , wherein the heat exchanger (1) has a casing (2) which surrounds a casing space (4) for receiving the first medium (M1), and at least one heat exchanger block (3) arranged in the casing space (4) and which extends along a first longitudinal axis (L1) has first heat transfer passages (31) and second heat transfer passages (32), the first heat transfer passages (31) each having inlet openings (14) open to the jacket space (4) and outlet openings (15) open to the jacket space (4) the inlet openings (14) of the first heat transfer passages (31) above the outlet openings (15) of the first Heat transfer passages (31) are arranged, and wherein a liquid phase of the first medium (M1) is supplied to the inlet openings (14) of the first heat transfer passages (31), so that the liquid phase (F) of the first medium (M1) through the first heat transfer passages (31) flows down, and wherein the second medium (M2) is provided in the second heat transfer passages (32) of the heat exchanger block (3), so that between the first medium (M1) in the first heat transfer passages (31) and the second medium (M2 ) heat is indirectly transferred in the second heat transfer passages (32).

Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Pegel (43) der flüssigen Phase (F) des ersten Mediums (M1) in dem Mantelraum (4) so eingestellt wird, dass die Einlassöffnungen (14) der ersten Wärmeübertragungspassagen (31) oberhalb des Pegels (43) angeordnet sind.Procedure according to Claim 9 , wherein the level (43) of the liquid phase (F) of the first medium (M1) in the jacket space (4) is set such that the inlet openings (14) of the first heat transfer passages (31) are arranged above the level (43).

Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei das erste Medium (M1) in den ersten Wärmeübertragungspassagen (31) im Gleichstrom, Gegenstrom oder Kreuzstrom zu dem zweiten Medium (M2) in den zweiten Wärmeübertragungspassagen (32) geführt wird.Procedure according to Claim 9 or 10 , wherein the first medium (M1) in the first heat transfer passages (31) in cocurrent, countercurrent or cross flow to the second medium (M2) in the second heat transfer passages (32).

Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das erste Medium (M1) beim Eintritt in die ersten Wärmeübertragungspassagen (31) eine geringere Temperatur aufweist als das zweite Medium (M2) beim Eintritt in die zweiten Wärmeübertragungspassagen (32).Procedure according to one of the Claims 9 to 11 , wherein the first medium (M1) has a lower temperature when entering the first heat transfer passages (31) than the second medium (M2) when it enters the second heat transfer passages (32).

Verfahren nach Anspruch 11, wobei die flüssige Phase des ersten Mediums (M1) beim Herabfließen in den ersten Wärmeübertragungspassagen (31) aufgrund der von dem zweiten Medium (M2) auf das erste Medium (M1) übertragenen Wärme vollständig verdampft.Procedure according to Claim 11 , wherein the liquid phase of the first medium (M1) completely evaporates when flowing down in the first heat transfer passages (31) due to the heat transferred from the second medium (M2) to the first medium (M1).

Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das erste Medium (M1) durch ein Gemisch zweier Substanzen gebildet ist, die einen unterschiedlichen Siedepunkt aufweisen.Procedure according to one of the Claims 9 to 13 , The first medium (M1) being formed by a mixture of two substances which have a different boiling point.